專利名稱：可提供正負電壓的電源供應器的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種電源供應器，特別是有關于利用一組電源控制線路以及一變壓器同時產生正負電壓的電源供應器。
圖1A表示公知降壓交換式電源供應器的線路方框圖，輸出正電壓的反饋穩壓控制線路是R48、R42。本實施例使用IC編號MC34063的脈波調變控制器作為電源控制線路10。如圖1A所示，一晶體管(例如是PNP晶體管)T3作為開關線路其集極更連接到一二極管D3的陰極，晶體管T3的基極經一第一偏壓電阻R13而連接至直流電壓端點VDD，并且基極經一第二偏壓電阻R15而連接至電源控制線路10的開關集極端點P1。
晶體管T3的集極耦接到一電感L1的第一端，電感L1的第二端就是輸出電壓端Vout，輸出電壓端Vout耦接到一電容C72，電容C72另一端耦接到接地。反饋電阻R48耦接到反饋電阻R42并且耦接到電源控制線路10的比較反相端P5。
電源控制線路10包括一第一晶體管(例如是NPN晶體管)T1、第二晶體管T2、偏壓電阻器R1、一SR栓鎖器12、一and閘、一震蕩器11、一參考電壓調節器17、以及一比較器15。第一晶體管T1、第二晶體管T2、以及偏壓電阻R1構成開關電路。參考電壓調節器17提供一切換第一晶體管T1、第二晶體管T2的參考電壓。
上述電源供應器的工作原理如下所述，開始第一輸出電壓端A的電壓為0V，B點電壓也為0V，反饋到比較器15，和參考電壓調節器17的參考電壓比較，產生一高電壓，輸入and閘13，震蕩器11產生一脈波信號，輸入and閘13，因此脈波信號經由and閘13輸出，脈波信號的上升緣設定SR栓鎖器12，使得第二晶體管T2使其導通，并且使得第一晶體管T1導通一電流，由第一偏壓電阻R13、第二偏壓電阻R15，產生一偏壓使得晶體管T3導通一電流，此電流順向流入電感L1，使得電感L1的電流呈線性增加，輸出電壓端Vout的電容C72被充電，二極管D3是在逆向偏壓，所以不導通。
當輸出電壓端Vout的電壓升高到使其反饋端電壓，也就是P5電壓大于參考電壓調節器17的參考電壓，比較器15產生一低電壓，輸入and閘13，因此震蕩器11的脈波信號無法輸入第二晶體管T2，第一晶體管T1，因此不導通，P1電壓為直流電壓源VPP，因此晶體管T3不導通，電感L1電壓極性反轉，使得二極管D3的陰極電位變成負電壓，二極管D3是在順向偏壓狀態，原先儲存在電容C72的能量就經由二極管D3與電感L1釋放到負載上。電感L1的磁場則呈線性衰退，此電路中若沒有二極管D3，晶體管T3截止，儲存于電感L1的磁能變沒有回路可以釋放，此瞬間電流切換產生很大電壓突波，使得晶體管T2、T3、T1等功率元件損毀。
輸出電壓端Vout的電壓達到穩定狀態，反饋端P5電壓使得比較器15以一固定工作周期輸出高電壓和低電壓，第一晶體管T1、第二晶體管T2以一固定工作周期導通，進而使得開關晶體管T3以固定工作周期導通電流，反饋端B的平均電壓接近參考電壓。
圖1B表示公知負壓交換式電源供應器的線路方框圖。本實施例使用IC編號MC34063的脈波調變控制器作為電源控制線路10。如圖1B所示，一晶體管(例如是NPN晶體管)T3作為開關線路其集極更連接到電源控制線路10的開關集極端P1，晶體管T3的基極耦接電源控制線路10的開關射極端P2，并且經一偏壓電阻R16連接到接地，晶體管T3的射極耦接到一電感L2的第一端，并且耦接到二極管D3的陰極，二極管D3的陽極耦接到電容C72，電感L1的第二端耦接到接地，電容C72由電感L5、電容C88組成的濾波器耦接到輸出端Vout。反饋電阻R48耦接到反饋電阻R42并且耦接到電源控制線路10的比較反相端P5。
電源控制線路10的組成元件已經在圖1A說明，在此不重復說明。
上述電源供應器的工作原理如下所述，晶體管T3導通，電感L2的電流線性增加，儲存磁能，電感L2端點A2的電壓為正極性，因此二極管D3是逆向偏壓，不導通。當晶體管T3截止，電感L2的磁能釋放出來，所以電感L2的電壓極性反轉，節點A2的電壓是負電位，使得二極管D3為順向偏壓。
輸出電壓端Vout的電壓達到穩定狀態，輸出電壓端Vout的電壓是一負電壓，反饋端P5電壓使得比較器15以一固定工作周期輸出高電壓和低電壓，第一晶體管T1、第二晶體管T2以一固定工作周期導通，進而使得開關晶體管T3以固定工作周期導通電流，反饋端P5的平均電壓接近參考電壓。
因此，上述公知的電源供應器的缺點是一、需要兩組控制線路產生正電壓與負電壓，成本與功率消耗都比較高，以及，二、需要兩組開關晶體管、電感，布線需要比較大的空間，同時成本亦比較高。
為達到上述目的，本發明提出一種可提供正負電壓的電源供應器，其至少包含一開關晶體管，用以接收一切換信號，執行導通及關閉的切換動作；上述控制晶體管的第一端耦接于一直流電源；一電源變壓器至少包括一第一繞組、一第二繞組，其中第一繞組的第一端耦接于開關晶體管的第二端，并由開關晶體管的切換動作使得第一繞組及第二繞組分別產生正電壓源，以及負電壓源；一第一二極管，其陰極耦接于開關晶體管的第二端，其陽極耦接于接地；一反饋電路，其第一端耦接于第一繞組的第二端，反饋電路的第二端耦接于接地，并且產生一反饋電壓；一電源控制線路，其根據反饋電壓產生切換信號或是停止切換信號，一第二二極管，其陰極耦接到第二繞組；以及，一電容，其耦接于第二二極管的陽極和接地之間。
圖1B表示公知負壓交換式電源供應器的線路方框圖。
圖2表示本發明實施例交換式電源供應器的方框圖。
附圖標記說明
10電源控制線路11震蕩器12SR栓鎖器13AND閘15比較器 17參考電壓調節器20負電壓調節器C69、C72、C79、C88、C128、C129電容D3二極管 D4二極管L1電感L2電感L5電感R1第一偏壓電阻R2第二偏壓電阻R37、R42、R48、R95、R96電阻T1第一晶體管 T2第二晶體管。
晶體管T3的集極耦接到一變壓器TF1的一次側的一端，一次側另一端，也就是第一輸出電壓端，耦接到電阻R48的第一端，電阻R48的第二端耦接到電阻R42的第一端并且耦接到電源控制線路10的比較反相端P5。電感L5、以及電容C88構成一濾波器，用以過濾第一輸出電壓端的漣波。
變壓器TF1的二次側的一端耦接到一二極管D4的陰極，二極管D4的陽極耦接到一負電壓調節器20的輸入端P9，負電壓調節器20的輸出端P10產生負電壓-VCC。
電源控制線路10包括一第一晶體管(例如是NPN晶體管)T1、第二晶體管T2、偏壓電阻器R1、一SR栓鎖器12、一and閘、一震蕩器11、一參考電壓調節器17、以及一比較器15。第一晶體管T1、第二晶體管T2、以及偏壓電阻R1構成開關電路。參考電壓調節器17提供一切換第一晶體管T1、第二晶體管T2的參考電壓。
上述電源供應器的工作原理如下所述，開始第一輸出電壓端A的電壓為0V，B點電壓也為0V反饋到比較器15，和參考電壓調節器17的參考電壓比較，產生一高電壓，輸入and閘13，震蕩器11產生一脈波信號，輸入and閘13，因此脈波信號經由SR栓鎖器12，輸入第二晶體管T2使其導通，并且使得第一晶體管T1導通一電流，由第一偏壓電阻R13、第二偏壓電阻R15，產生一偏壓使得晶體管T3導通一電流，此電流順向流入變壓器TF1的一次側，使得變壓器TF1一次側的電壓呈線性增加，第一輸出電壓端A的電容被充電，二極管D3是在逆向偏壓，所以不導通。
當第一輸出電壓端A的電壓升高到使其反饋端電壓，也就是B點電壓大于參考電壓調節器17的參考電壓，比較器15產生一低電壓，輸入and閘13，因此震蕩器11的脈波信號無法輸入第二晶體管T2，第一晶體管T1，因此不導通，P1電壓為直流電壓源VDD，因此晶體管T3不導通，變壓器TF1一次側電壓極性反轉，使得二極管D3的陰極電位變成負電壓，二極管D3是在順向偏壓狀態，原先儲存在電容C72的能量就經由二極管D3與變壓器TF1一次側，釋放到負載上。變壓器TF1一次側的電磁場則呈線性衰退，此電路中若沒有二極管D3，晶體管T3截止，儲存于變壓器TF1一次側的磁能變沒有回路可以釋放，此瞬間電流切換產生很大電壓突波，使得晶體管T2、T3、T1等功率元件損毀。
第一輸出電壓端A的電壓達到穩定狀態，反饋端B電壓使得比較器15以一固定工作周期輸出高電壓和低電壓，第一晶體管T1、第二晶體管T2以一固定工作周期導通，進而使得開關晶體管T3以固定工作周期導通電流，反饋端B的平均電壓接近參考電壓。
當晶體管T3導通，變壓器TF1的一次側順向導通，變壓器TF1的二次側在二極管D4的陰極感應一正極性電壓，二極管D4不導通，晶體管T3截止，變壓器TF1的一次側的電壓極性反轉，變壓器TF1的二次側極性反轉，使得二極管D4導通，也就是二極管D4對變壓器TF1的二次側整流，指導通負電壓，電容C79儲存電能，經過整流的負電壓仍然不是一固定負電壓，必須由負電壓調節器20產生需要的固定負電壓，在本實施例中負電壓-VCC的絕對值是等于第一輸出端電壓VCC的絕對值。
綜上所述，本發明有以下優點有別于圖1A、圖1B所示的公知技術，本發明應用單一電源控制線路和一變壓器產生正電壓和負電壓，取代公知兩組電源控制線路和兩組電感，節省IC元件以及電感等被動元件，使得成本低廉、電路簡單，減少布線空間。
雖然本發明已以兩個的實施例說明如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉本項技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可做更動和潤飾，因此本發明的保護范圍當以權利要求為準。
權利要求
1.一種可提供正負電壓的電源供應器，其特征為其至少包含一開關晶體管，其控制端用以接收一切換信號，執行導通及關閉的切換動作；上述控制晶體管的第一端耦接于一直流電源；一電源變壓器至少包括一第一繞組、一第二繞組，其中上述第一繞組的第一端耦接于上述開關晶體管的第二端，并由上述開關晶體管的切換動作使得上述第一繞組及第二繞組分別產生一正電壓源，以及一負電壓源；一第一二極管，其陰極耦接于上述開關晶體管的第二端，其陽極耦接于接地；一反饋電路，其第一端耦接于上述第一繞組的第二端，上述反饋電路的第二端耦接于接地，并且產生一反饋電壓；一電源控制線路，其根據上述反饋電壓產生上述切換信號或是停止上述切換信號，一第二二極管，其陰極耦接到上述第二繞組；以及一電容，其耦接于上述二極管的陽極和接地之間。
2.如權利要求1所述的可提供正負電壓的電源供應器，其特征為還包含一負電壓調節器，其輸入端耦接于上述第二二極管的陽極，其接地端耦接于接地，輸出端產生上述負電壓源。
3.如權利要求1所述的可提供正負電壓的電源供應器，其特征為上述電源控制線路可以是集成電路型號MC34063A、及MC33063A系列中的一集成電路。
4.如權利要求2所述的可提供正負電壓的電源供應器，其特征為上述電源控制線路可以是集成電路型號MC34063A、及MC33063A系列中的一集成電路。
5.如權利要求1所述的可提供正負電壓的電源供應器，其特征為上述反饋電路包含第一電阻，其第一端耦接于上述第一繞組的第二端；以及，第二電阻，其第一端耦接于上述第一電阻的第二端，并且產生一反饋電壓，上述第二電阻的第二端耦接于接地。
全文摘要
一種可提供正負電壓的電源供應器，至少包含一開關晶體管，用以接收一切換信號，執行導通及關閉的切換動作；上述控制晶體管的第一端耦接于一直流電源；一電源變壓器至少包括一第一繞組、一第二繞組，其中第一繞組的第一端耦接于開關晶體管的第二端，并由開關晶體管的切換動作使得第一繞組及第二繞組分別產生正電壓源，及負電壓源；一第一二極管，其陰極耦接于開關晶體管的第二端，陽極耦接于接地；一反饋電路，其第一端耦接于第一繞組的第二端，反饋電路的第二端耦接于接地，并產生一反饋電壓；一電源控制線路，根據反饋電壓產生切換信號或是停止切換信號，一第二二極管，其陰極耦接到第二繞組；一電容，其耦接于第二二極管的陽極和接地之間。
文檔編號H02M3/04GK1464625SQ0212280
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月4日 優先權日2002年6月4日
發明者蔡春木, 謝慶茂 申請人:智邦科技股份有限公司